CN111023262A - 一种Modbus协议转换装置及多联机集控系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种Modbus协议转换装置及多联机集控系统，该Modbus协议转换装置用于连接至少一台室内机，且包括至少一个Modbus协议转换器，每个Modbus协议转换器分别具有设备地址号和与设备地址号对应的联机范围，其中联机范围对应待连接至每个Modbus协议转换器的室内机的最大室内机台数；根据设备地址号、联机范围、室内机总数及各室内机的地址，每个Modbus协议转换器依次顺序连接对应的室内机，直至所有室内机连接完毕；其中各室内机按照地址进行排序。本发明通过使用多个Modbus协议转换器组合，控制室内机联机台数，使用灵活，有效利用转换器资源且易控制成本投入。

Description

一种Modbus协议转换装置及多联机集控系统

技术领域

本发明属于空调设备集控技术领域，具体涉及一种Modbus协议转换装置及多联机集控系统。

背景技术

现有多联机包括有室外机和多个室内机，在进行连接时，每个室内机通过通讯线对应和室外机连接。随着空调智能化水平的发展，用户通常需要对空调器的运行状态，特别是室内机的运行状态进行监测及控制。

现有上位机对多联机内多台室内机进行监控采用Modbus协议转换器，传统上Modbus协议转换器监控室内机的台数是固定的，如果增加室内机台数，就需要更换容量更大的Modbus协议转换器进行匹配，容量较大的Modbus协议转换器体积大且复杂，对应成本也会增加，导致联机方案成本高。且在厂外实际工程应用时，部分中小型工程项目需要接入Modbus协议转换器的室内机数量并不多，使用常规Modbus协议转换器比较浪费，资源得不到有效利用，且联机方案灵活性差。

发明内容

本发明针对使用现有Modbus协议转换器导致联机方案成本高及灵活性差的问题，提出一种Modbus协议转换装置，通过使用多个Modbus协议转换器组合，控制室内机联机台数，使用灵活，有效利用Modbus协议转换器资源，避免资源浪费，且易控制成本投入。

为实现上述发明目的，本发明采用下述技术方案予以实现：

一种Modbus协议转换装置，其用于连接至少一台室内机，其特征在于，所述Modbus协议转换装置包括至少一个Modbus协议转换器，所述Modbus协议转换器具有设备地址号和与所述设备地址号对应的联机范围，其中所述联机范围对应待连接至每个Modbus协议转换器的室内机的最大室内机台数；根据所述设备地址号、联机范围、室内机总数及各室内机的地址，每个Modbus协议转换器依次顺序连接对应的室内机，直至所述室内机连接完毕，其中各室内机按照所述地址进行排序。

如上所述的Modbus协议转换装置包括有多个Modbus协议转换器，多个Modbus协议转换器的设备地址号是连续的，且每个Modbus协议转换器的联机范围可更改。

如上所述的Modbus协议转换装置，多个Modbus协议转换器的联机范围是连续的。

如上所述的Modbus协议转换装置，所述室内机的地址包括系统号和地址号，且所述室内机按照先系统号后地址号形成所述地址。

如上所述的Modbus协议转换装置，所述室内机按照所述地址由小到大顺序连接至所述Modbus协议转换器。

如上所述的Modbus协议转换装置，所述系统号和地址号均通过拨码设定。

如上所述的Modbus协议转换装置，所述Modbus协议转换器的设备地址号通过拨码设定。

本发明还涉及一种多联机集控系统，其包括至少一台室内机，所述多联机集控系统还包括：上位机，用于监控各室内机；如上所述的Modbus协议转换装置，各Modbus协议转换器均与所述上位机通讯连接。

如上所述的Modbus协议转换装置，所述Modbus协议转换器的联机范围与最大室内机台数以及所监控的室内机的变量的个数有关。

如上所述的多联机集控系统，述Modbus协议转换装置包括有多个Modbus协议转换器，在存在Modbus协议转换器故障时，所述上位机修改剩余的各Modbus协议转换器的联机范围，并使剩余的各Modbus协议转换器连接对应室内机。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：根据需要联机的室内机的总数，选择使用多个Modbus协议转换器的模块化组合，增加接入该协议转换装置中的室内机台数，方便室内机集控，既适合少台数的联机方案，也适合多台数的联机方案，使用灵活，且易控制联机方案成本。

结合附图阅读本发明的具体实施方式后，本发明的其他特点和优点将变得更加清楚。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提出的Modbus协议转换装置中一个Modbus协议转换器与室外机与室内机连接的示意图；

图2为本发明提出的Modbus协议转换装置中多个Modbus协议转换器与室外机与室内机连接的示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下将结合附图和实施例，对本发明作进一步详细说明。

实施例一

为了更灵活性地集中监控多联机系统中的各室内机，使得既能够应用在小规模工程中，又能够应用在大规模工程中，本实施例涉及一种Modbus协议转换装置，其用于多联机，多联机包括至少一台室外机和与每台室外机通讯连接的至少一台室内机，Modbus协议转换装置包括至少一个Modbus协议转换器，Modbus协议转换器具有设备地址号和与设备地址号对应的联机范围，其中联机范围对应待连接至每个Modbus协议转换器的室内机的最大室内机台数；Modbus协议转换器通过通讯线分别与各室外机和各室内机通讯，用于获取室内机总数以及各室内机的地址；根据设备地址号、联机范围、室内机总数以及各室内机的地址，每个Modbus协议转换器依次顺序连接对应的室内机，其中各室内机按照地址进行排序。

在本实施例中，单个Modbus协议转换器所联机的室内机的最大室内机台数受其主控芯片的资源限制而设定为16台。且每个Modbus协议转换器通过硬件拨码设定其设备地址号，并针对每个Modbus协议转换器所联机的最大室内机台数以及所监控的每台室内机的变量的个数确定每个Modbus协议转换器的联机范围。且为了能够使上位机通过Modbus协议转换器监控到各室内机，还对Modbus协议转换器设置了对应设备地址号的识别码，便于上位机找到对应的Modbus协议转换器，进而能够监控到连接至Modbus协议转换器下的各个室内机。如表1，其示出了8个Modbus协议转换器的设备地址号、识别码以及联机范围，其中可联机的最大室内机台数为16台，X表示所监控的每台室内机的变量（也称为点位）的个数（也称为点表范围）。每个Modbus协议转换器的设备地址号及识别码不可更改，其联机范围可更改，具体详细说明参见下文。

表1

参考图1和图2，对Modbus协议转换器与室内机的联机方案进行说明。

如图1所示，存在两个室外机以及与分别与两个室外机相连的多个室内机，为了便于区分，一个室外机与其连接的多个室内机的系统号设定为0，另一个室外机与其连接的多个室内机的系统号设定为1，表示系统号0或1下的室外机和各室内机共用一个冷媒系统，在系统号0内的系统中设定每台室内机的地址号，例如0,1,2....，因此在系统内室内机的地址包括系统号和地址号，例如图1中室内机的地址为0-0,0-1，...，1-2,1-4，本实施例中地址是按先系统号后地址号的由小到大的顺序排列的，其中地址可以是不连续的，但是必须要从小到大排序的，当然，也可以选择为由大到小排序。

室外机的主控基板和室内机的主控基板都有系统拨码及地址拨码，通拨码设定室外机的系统号以及室内机的系统号和地址号。

在本实施例中，每个Modbus协议转换器均与系统内的室外机和室内机握手通讯，以获取该系统内的室内机总数、以及各室内机的系统号及地址号（即，获取地址）。

在本实施例中，设定每个Modbus协议转换器最多可联机16台室内机，当然，可以采用高配置的Modbus协议转换器的主控芯片，实现每个Modbus协议转换器可联机大于16台室内机。

在本实施例中，如果所需要联机的室内机的个数大于16台，则需要采用多个Modbus协议转换器进行组合联机；如果所需要联机的室内机的个数不大于16台，则仅需要采用一个Modbus协议转换器进行联机，当然，也可以更改每个Modbus协议转换器的联机范围，改变每个Modbus协议转换器可联机的最大室内机台数，例如可联机的最大室内机台数为10台，此时，在所需要联机的室内机的个数不大于16台且大于10台时，需采用两个该Modbus协议转换器进行组合联机。

在本实施例中，Modbus协议转换器的联机范围与待联机的室内机的最大室内机台数以及所监控的室内机的变量的个数有关。

如图1所示，在单个Modbus协议转换器对室内机进行连接时，假设该Modbus协议转换器的设备地址号为0（称为0号Modbus协议转换器），对应的联机范围为0~16*X-1，其中X为每台室内机的点表范围，例如，点表范围中的点位可以为室内机的开关、模式、风量、导风板及设定温度调节等等，例如每个室内机的点表范围X=20，则0号Modbus协议转换器的联机范围为0~319。

例如，在单个Modbus协议转换器可联机的最大台数为10台时，假设该Modbus协议转换器的设备地址号为0，则0号Modbus协议转换器的联机范围为0~10*X-1，例如每个室内机的点表范围X=20，则0号Modbus协议转换器的联机范围为0~199。

在本实施例中，各Modbus协议转换器的联机范围优选是连续的，这样便于连续访问及控制，即如果0号Modbus协议转换器的联机范围为0~16*X-1，则1号Modbus协议转换器的联机范围为16*X~32*X-1，后续的Modbus协议转换器依次类推，参见表1。如果0号Modbus协议转换器的联机范围为0~10*X-1，则1号Modbus协议转换器的联机范围为10*X~20X-1，后续的Modbus协议转换器依次类推。

多个室内机按照地址由小到大的顺序逐步与各Modbus协议转换器进行登录绑定，直至登录该Modbus协议转换器的室内机台数小于等于16台，此后，该Modbus协议转换器只针对其绑定的室内机进行监控。

需要说明的是，各室内机的地址可以是不连续的，即地址中的系统号不是连续的（图1中未示出）或地址号（例如图1中相邻的1-2与1-4相邻）不是连续的，但是都需要保证是由小到大排序的。

如图2所示，存在三个室外机以及分别与三个室外机相连的多个室内机，为了便于区分，第一个室外机与其连接的多个室内机的系统号设定为0，第二个室外机与其连接的多个室内机的系统号设定为1，第三个室外机与其连接的多个室内机的系统号设定为2，在系统号0、1或2内的系统中设定每台室内机的地址号，例如0,1,2....，因此在系统内室内机的地址包括系统号和地址号，例如图2中室内机的地址为0-0,0-1，...，0-15，...，0-32,0-40，...，1-0，...，2-63，...本实施例中地址是按先系统号后地址号的由小到大的顺序排列的，其中地址可以是不连续的，如图2中A示出的室内机地址号不连续以及B示出的室内机系统号不连续，但是必须要由小到大排序，当然，也可以选择为由大到小排序。

在本实施例中，设定每个Modbus协议转换器最多可联机16台室内机，当然，可以采用高配置的Modbus协议转换器的主控芯片，实现每个Modbus协议转换器可联机大于16台室内机。

如果所需要联机的室内机的个数大于16台，则需要采用多个Modbus协议转换器进行组合联机；如果所需要联机的室内机的个数不大于16台，则仅需要采用一个Modbus协议转换器进行联机，当然，也可以更改每个Modbus协议转换器的联机范围，改变每个Modbus协议转换器联机的最大室内机台数，例如可联机的最大室内机台数为10台，此时，在所需要联机的室内机的个数不大于16台且大于10台时，可采用两个该Modbus协议转换器进行组合联机。

如图2所示，在多个Modbus协议转换器组合使用时，分组将室内机连接至每个Modbus协议转换器。假设需要使用8个Modbus协议转换器，设备地址号和联机范围如表1所示。

分组登录的思想描述如下。

（1）每个Modbus协议转换器均与系统内的室外机和室内机握手通讯，以获取该系统内的室内机总数、以及各室内机的系统号及地址号（即获取地址）。假设室内机总数为128台。

（2）根据自身的设备地址码，确定自身绑定的室内机的边界值。

每台Modbus协议转换器均会对系统内的室内机按照地址的由小到大的顺序排序，且多台Modbus协议转换器的设备地址码也是从0开始递增至7进行排序。

因此，0号Modbus协议转换器首先搜索到地址最小的第1台室内机作为登录的起始边界值，按地址由小到大的顺序依次登录，直至登录台数满16台，此时，将第16台室内机的地址作为结束边界值。

类似地，1号Modbus协议转换器搜索到第17台室内机的地址作为登录的起始边界值，第32台室内机的地址作为结束边界值，按照此方式类推，7号Modbus协议转换器搜索到第112台室内机的地址作为登录的起始边界值，第128台室内机作为结束边界值。

（3）在边界值确定后，依次对搜索范围内的室内机进行登录绑定，每台Modbus协议转换器只针对绑定范围内的室内机进行监控。

如图2中示出的C部分表示0号Modbus协议转换器登录满16台室内机，D部分表示1号Modbus协议转换器登录满16台室内机，E部分表示2号Modbus协议转换器登录满16台室内机，F部分表示3-7号Modbus协议转换器每个依次登录满16台室内机。

当室内机总数为20台时，0号Modbus协议转换器首先登录满16台后，1号Modbus协议转换器自动搜索以识别边界值，以第17台室内机为起始开始登录，直至登录满4台为止。

多个Modbus协议转换器组合使用可以增多室内机联机台数，实现室内机的集中监控，且根据室内机联机台数灵活性选择Modbus协议转换器的个数，有效利用Modbus协议转换器的资源，且可适用在大规模和小规模工程项目上，灵活性高，从而更容易应对厂外实际工程应用的复杂多变情况。

实施例二

本实施例还涉及一种多联机集控系统，其包括多联机、上位机和Modbus协议转换装置，该多联机包括至少一台室外机和与各室外机通讯连接的至少一台室内机，上位机用于监控各室内机；该Modbus协议转换装置为如实施例一中描述的Modbus协议转换装置，其结构及与室内机的联机方案均可参考实施例一中的描述，在此不做赘述。本实施例Modbus协议转换装置中的各Modbus协议转换器均与上位机通讯连接，实现上位机通过Modbus协议转换器监控室内机。

为了便于上位机可以方便地监控到每台室内机，需要上位机首先找到室内机所登录的Modbus协议转换器，因此，需要对Modbus协议转换器设定识别码，其对应设备地址码，在Modbus协议转换器确定了自身的设备地址码后能够关联到本身在通讯上的识别码（如实施例一中表1中示出的），这样，上位机才能根据识别码找到对应的Modbus协议转换器。

并且，每个Modbus协议转换器所控制的联机范围也需要进行区分（如图表1所示），但是各个Modbus协议转换器的联机范围需要是连续的，这样能够保证上位机对室内机的连续控制。在多个Modbus协议转换器组合使用时，其中某个或某几个Modbus协议转换器故障时，能够通过修改联机范围，并使所有的室内机对应连接至没有故障的Modbus协议转换器上，实现对机组的再次控制，该联机方案具有一定的自修复功能，可靠性高。

例如，三个Modbus协议转换器（设备地址码分别为0、1和2）组合使用同时控制24台室内机，其中1号Modbus协议转换器故障导致其控制下的8台室内机均不可控，此时，上位机可以通过设置0号和2号Modbus协议转换器的相关联机范围来实现每个Modbus协议转换器控制12台室内机，具体实现步骤如下。

（1）上位机修改Modbus协议转换器的联机范围以实现Modbus协议转换器可联机的最大室内机台数为12台。

（2）上位机控制恢复每个Modbus协议转换器的出厂设置，使得两个Modbus协议转换器根据如上所述的分组登录的思想重新登录对应的室内机，实现0号Modbus协议转换器登录满12台室内机后，1号Modbus协议转换器登录满后12台室内机，完成对所有机组的控制。

当然，在本实施例中，上位机也可以修改Modbus协议转换器的联机范围以实现每个Modbus协议转换器可联机的最大室内机台数为16台。此后，上位机控制恢复每个Modbus协议转换器的出厂设置，使得两个Modbus协议转换器根据如上所述的分组登录的思想重新登录对应的室内机，实现0号Modbus协议转换器登录满16台室内机后，1号Modbus协议转换器登录满后8台室内机，完成对所有机组的控制。

在本实施例中，上位机可以实现对室内机的多个点位的监控，例如开关、模式、风量、导风板及设定温度的调节等等，既可以单独控制每台室内机，也可以支持所有室内机的群组控制，即统一将室内机设定为一样的运转状态。

需要说明的是两点是：1、室内机登录到各Modbus协议转换器下时，需要顺序登录满一个Modbus协议转换器可联机的最大室内机台数，此后方可顺序登录后续的Modbus协议转换器；2、若系统中出现线控器组（即一个线控器下控制多台室内机），需要保证该在该线控器组下的室内机登录到同一个Modbus协议转换器，原因在于线控器组下的室内机若是登录到不同的Modbus协议转换器下时，不能确定线控器组内的室内机在哪个Modbus协议转换器的控制之下，这样会出现控制混乱。

通过组合使用多个Modbus协议转换器，实现多联机的集控方式，既适合少台数的联机方案，也适合多台数的联机方案，能够灵活应用在大规模和小规模应用项目上，也更容易应对厂外实际工程应用的复杂多变情况，提高工程解决方案的灵活多变性，且同时工程造价成本也易控制。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其进行限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的普通技术人员来说，依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明所要求保护的技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种Modbus协议转换装置，其用于连接至少一台室内机，其特征在于，所述Modbus协议转换装置包括：

至少一个Modbus协议转换器，每个Modbus协议转换器分别具有设备地址号和与所述设备地址号对应的联机范围，其中所述联机范围对应待连接至每个Modbus协议转换器的室内机的最大室内机台数；

根据所述设备地址号、联机范围、室内机总数及各室内机的地址，每个Modbus协议转换器依次顺序连接对应的室内机，直至所有室内机连接完毕；

其中各室内机按照所述地址进行排序。

2.根据权利要求1所述的Modbus协议转换装置，其特征在于，所述Modbus协议转换装置包括有多个Modbus协议转换器，多个Modbus协议转换器的设备地址号是连续的，且每个Modbus协议转换器的联机范围可更改。

3.根据权利要求2所述的Modbus协议转换装置，其特征在于，多个Modbus协议转换器的联机范围是连续的。

4.根据权利要求1所述的Modbus协议转换装置，其特征在于，所述室内机的地址包括系统号和地址号，且所述室内机按照先系统号后地址号形成所述地址。

5.根据权利要求4所述的Modbus协议转换装置，其特征在于，所述室内机按照所述地址由小到大顺序连接至所述Modbus协议转换器。

6.根据权利要求4或5所述的Modbus协议转换装置，其特征在于，所述系统号和地址号均通过拨码设定。

7.根据权利要求1所述的Modbus协议转换装置，其特征在于，所述Modbus协议转换器的设备地址号通过拨码设定。

8.一种多联机集控系统，其包括至少一台室内机，其特征在于，所述多联机集控系统还包括：

上位机，用于监控各室内机；

如权利要求1至7中任一项所述的Modbus协议转换装置，各Modbus协议转换器均与所述上位机通讯连接。

9.根据权利要求8所述的Modbus协议转换装置，其特征在于，所述Modbus协议转换器的联机范围与最大室内机台数以及所监控的室内机的变量的个数有关。

10.根据权利要求8所述的多联机集控系统，其特征在于，所述Modbus协议转换装置包括有多个Modbus协议转换器，在存在Modbus协议转换器故障时，所述上位机修改剩余的各Modbus协议转换器的联机范围，并使剩余的各Modbus协议转换器连接对应室内机。

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